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   在數(shù)據(jù)中心的IT設備，包含服務器、存儲器、交換機等，其中以服務器數(shù)量最多，占絕大多數(shù)。這些IT設備用電特性基本類似，本文以服務器為例。
    在數(shù)據(jù)中心中眾多服務器為機架式服務器，部分高端數(shù)據(jù)中心采用小型機、大型機等大型服務器設備。

    服務器上的電源（POWER），和PC（個人電腦）電源一樣，都是一種開關電源。比如聯(lián)想萬全2200C/2400C服務器就采用了EPS標準的電源，輸出功率為300W，該電源輸入電壓寬范圍為90～264V，功率因數(shù)大于0.95。
    看看業(yè)界某知名廠商的一款1U標準服務器電源的銘牌：

    關于服務器電源的銘牌，一般不會直接貼在服務器的外殼，而是貼在服務器電源外殼比較空曠的地方，通常都只有在從服務器取出服務器電源后才能看到。
    需要特別強調的是INPUT(輸入) 中220V是服務器電源額定輸入電壓；而4A指的是最大輸入電流能力，表征的電源最大輸入電流能力。因此，服務器電源的輸入功率（即消耗功率）不能直接用輸入額定電壓×輸入最大電流來計算。
    OUTPUT(輸出) 250W MAX，這個參數(shù)才是該服務器電源最大輸出功率，這個參數(shù)對于數(shù)據(jù)中心設計者才具有重要的設計意義，但很遺憾的是，通常服務器廠家沒有將這個參數(shù)標識在服務器外殼上，這個參數(shù)通常只有在服務器電源銘牌上才能看到。
    服務器電源的輸出最大功率為250W，按照AC/DC轉換效率85%（平均值），那么服務器的輸入功率（消耗功率） P_SERVER為：
    P_SERVER=P_{MAX OUT}/ η =250w/0.85=294.12W ≈ 295W

    其中 P_{MAX OUT}等于250w，η為AC/DC效率，取平均值85%。
    服務器的輸入功率（消耗功率） P_SERVER代表服務器的最大工作功率，即在設計滿配置（CPU、內存、硬盤等全滿配置），CPU、內存和硬盤等設備全負荷100%速度工作時，所能消耗的最大功率，而服務器使用過程中這種工況是非常罕見的。
在數(shù)據(jù)中心設計中，我們可以參考配置系數(shù)c，同時利用系數(shù)k。
    P_ACTUAL= P_SERVER × c × k=295 × 0.8 × 0.8=188.8w，
    其中配置系數(shù)c取0.8，代表服務器電源的廠家裕量。k為同時利用系數(shù)，取0.8。
上述數(shù)據(jù)符合實測結果，在某數(shù)據(jù)中心測量Dell Poweredge 1U和2U服務器的波形為：

    左圖為1U服務器222.5V*0.65A=144.63VA，右圖為2U服務器223.8*1.37=306.61VA

    以上討論的是服務器配置一個電源的工作功率，但是為了提高服務器工作可靠性，目前服務器普遍采用冗余電源技術，它具有均流、故障切換等功能，可以有效避免電源故障對系統(tǒng)的影響，實現(xiàn)24×7的不停頓運行。
    冗余電源較為常見的是N 1冗余（1 1、2 1、3 1等），可以保證一個電源發(fā)生故障的情況下系統(tǒng)不會癱瘓（同時出現(xiàn)兩個以上電源故障的概率非常小）。冗余電源通常和熱插拔技術配合，即熱插拔冗余電源，它可以在系統(tǒng)運行時拔下出現(xiàn)故障的電源并換上一個完好的電源，從而大大提高了服務器系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
    因為冗余電源的應用，帶來新的問題：每一個服務器電源工作在較輕負荷狀態(tài)之下，導致工作效率降低，比如1 1電源配置下，每一個服務器電源的負載均小于50%（通常只有20%負載），這樣電源模塊的效率將只有80%左右，甚至更低至75%。

    為了提高服務器電源的工作效率，減小服務器體積，服務器行業(yè)開始向刀片式服務器升級。
    所謂刀片式服務器，就是指服務器外形扁而平，活像個刀片，于是形象的叫做“刀片服務器”。在標準高度的機架式機箱內可插裝多個卡式的服務器單元（即刀片，其實際上是符合工業(yè)標準的板卡，上有處理器、內存和硬盤等，并安裝了操作系統(tǒng)，因此一個刀片就是一臺小型服務器），這一張張的刀片組合起來，進行數(shù)據(jù)的互通和共享，在系統(tǒng)軟件的協(xié)調下同步工作就可以變成高可用和高密度的新型服務器。
    這些刀片服務器共用系統(tǒng)背板、冗余電源、冗余風扇、網(wǎng)絡端口、光驅、軟驅、鍵盤、顯示器和鼠標，一個機箱對外就是一臺服務器，而且多個刀片機箱還可以級聯(lián)，形成更大的集群系統(tǒng)。

    因為一個標準機架式機箱通常內置了8～14個刀片服務器，這些服務器是共用冗余電源，所以服務器電源的工作效率得到很大提升。而刀片服務器因為體積小，與同等速度與配置的機架式服務器相比，更加省電與節(jié)能。
    表1列出了IBM某款刀片服務器與同等配置機架服務器的功率和發(fā)熱量對比。

    表1：2008年IBM某型號刀片式服務器與機架式服務器功耗對比
    顯然，采用刀片式服務器，休眠狀態(tài)、最大工況下，功率和發(fā)熱量分別降低33%和28%，取中間值30%。
    在一個中等規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，通常會有數(shù)千臺服務器，假定某中型有2800臺服務器（全部折算為1U的標準機架服務器），那么折算的用電功率為：
    參考配置系數(shù)c=0.8
    P_{ALL SEVER}=P_MAX × c × 2800=377 × 0.8 × 2800=844.48kw，
    如果全部采用刀片式服務器，需要200個刀片機框 2800片刀片單元，這用電功率為：
    P_{ALL BLADE}=P_MAX × c × 2800=270 × 0.8 × 2800=604.8kw，
    顯然，采用刀片式服務器，節(jié)約電力239.68kw，假設全年計算時間利用效率為0.7，那么可節(jié)省的電費為：
    E=(239.68×365×24×0.7)/0.9=2332885.33kwH
    Y=E×0.7元/度=163萬元
    其中0.7為全年同時利用率；0.9為UPS的效率；電費粗略計為0.7元/度典。
    可見采用新型的刀片式服務器，節(jié)約的電費是驚人。而因為功率的節(jié)省，還會帶來機房空調的節(jié)電，這在下一節(jié)中介紹。

    宏觀上，中國大陸每年的PC服務器總發(fā)貨量在70萬臺左右，按照每臺服務器400W功耗計算，一年消耗電力24億度，如果全部采用刀片，可以節(jié)約7.3億度電，相當于少燃燒36萬噸標準煤。
    即便我們能把10％的服務器改成刀片也還能節(jié)約僅4萬噸標準煤，這對當前倡導節(jié)能減排還是非常有意義的。（假定1噸煤可發(fā)電2000度電）